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Aunque Usted no lo Crea Súper Caracoles

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La caparazón de la concha marina ha sido denominado “una de las obras maestras de ingeniería más grandes de la naturaleza”.1 ¿Qué la hace tan especial?

El animal desarrolla su caparazón depositando una capa orgánica exterior llamada periostracum. Èsta constituye una base para que minúsculos cristales alargados crezcan, señalando perpendicularmente, los ángulos de la membrana. Esta capa tiene sólo un micrómetro (la millonésima (10-6) parte del metro) de espesor. De esta forma, una mayor cantidad de minerales crece por encima de ésta hasta alcanzar un espesor de pocos milímetros (aproximadamente 4,5 milímetros.)

Este caparazón tiene una estructura de entramado de tres capas. La valva comprime barras de aragonite, una forma de calcio carbonado (CaCO3), unidas por pegamento proteico. Esto hace que el caparazón esté compuesto de 99% de minerales y 1% de proteínas. Estas barras ubicadas en cada capa se alinean a 90° a la capa colindante. Además, cada barra está compuesta de barras aún mas pequeñas, y estas barras comprimen barras que son más pequeñas aún. Y así sucesivamente, hasta donde se encuentran los cristales individuales.2

El Dr. Roberto Ballarini, ingeniero de Ciencias Materiales de la Universidad de Case Western Reserve, investigó la fuerza del caparazón. Èl demostró que su composición dificulta que una grieta atraviese su estructura por completo. De esta forma, aunque la aragonite es muy frágil, su construcción demuestra que es “uno de los compuestos naturales frágiles más resistentes conocidos por el hombre”. De hecho, es 30 veces más fuerte y alrededor de 1000 veces más duro (más resistente a fracturas) que el mineral puro.3 Èl espera poder copiar esta estructura “a hardware electrónicos pequeños para hacerlos más duros y más fuertes”.2

Este molusco viviente, además, hace algo que ningún material humano puede hacer: se repara así mismo. Un colega del Dr. Ballarini, el Dr. Su Xiao-Wei, ha demostrado de qué forma la concha repara agujeros. En un período de 24 horas, la concha sella una herida con una membrana transparente. Luego, deposita cristales minúsculos de aragonite, formando varias capas finas. Solo después de 6 a 8 días, la concha deposita los cristales alargados seguidos de una increíble y fuerte estructura entramada.1

El proceso de reparación requiere de una fina coordinación de las capas minerales y orgánicas. El Dr. Su y sus colegas esperan que su investigación pueda mostrar como diseñar materiales artificiales similares. Sin embargo, todavía necesitan descubrir como está controlado este proceso a nivel molecular. Y cuando hayan descubierto la forma en que los genes programan este proceso, habrán aprendido otra lección del Programador: Dios, nuestro Creador (Romanos 1:18-23).

Referencias

  1. Daw, R., Give a shell a break, Nature 427(6976):691, 19 de Febrero 2004. Regresar al texto.
  2. Ballarini, R., Cracking the conch conundrum: touch ceramics at the seashore, Distinguished Lecture Series, Cornell University, 11 de Febrero 2003. Regresar al texto.
  3. Queen conch shell suggests new structure for ceramics, 30 de Junio 2000; basado en Kamat, S.,Su,X. Ballarini, R. and Heuer, A.H., Structural basis for the fracture toughness of the shell of the conch Strombus gigas, Nature 405(6790):1036–1040,29 de Junio 2000. Regresar al texto.

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